áo đường mềm xác định mô đun đàn hồi chung của kết cấu bằng cân đo võng benkelman

TCVN
T I Ê U C H U Ẩ N Q U Ố C G I A



TCVN 8867 : 2011
Xuất bản lần 1



ÁO ĐƯỜNG MỀM – XÁC ĐỊNH MÔ ĐUN ĐÀN HỒI CHUNG
CỦA KẾT CẤU BẰNG CẦN ĐO VÕNG BENKELMAN
Flexible pavement - standard test method for determination of elastic
modulus of pavement structure using Benkelman beam










HÀ NỘI – 2011

TCVN 8867 : 2011

3
Mục lục
1 Phạm vi áp dụng 5
2 Tài liệu viện dẫn 5
3 Thuật ngữ và định nghĩa 5
4 Thiết bị, dụng cụ 6
5 Cách tiến hành 6
6 Xử lý kết quả đo võng 9
Phụ lục A (Tham khảo) : Biểu phân đoạn tuyến để đánh giá cường độ kết cấu mặt đường mềm 12
Phụ lục B (Tham khảo) Biểu kiểm tra thiết bị đo độ võng đàn hồi bằng cần Benkelman 14
Phụ lục C (Tham khảo) Biểu ghi dữ liệu đo độ võng đàn hồi bằng cần Benkelman 16
Phụ lục D (Qui định) Xác định mùa bất lợi nhất, hệ số chuyển đổi mùa và chuyển đổi nhiệt độ mặt
đường………………………………………………………………………………………………………… 18
Phụ lục E (Qui định) Tiêu chuẩn loại trừ các quan sát cực trị 23
Phụ lục F (Qui định) Phương pháp hiệu số cộng dồn để phân định các phân đoạn kết quả đo võng 28

TCVN 8867 : 2011


4








Lời nói đầu

TCVN 8867 : 2011 được chuyển đổi từ 22 TCN 251 - 98 theo quy định tại khoản
1 Điều 69 của Luật Tiêu chuẩn và Quy chuẩn kỹ thuật và điểm a khoản 1 Điều 7
Nghị định số 127/2007/NĐ-CP ngày 1/8/2008 của Chính phủ quy định chi tiết thi
hành một số điều của Luật Tiêu chuẩn và Qui chuẩn kỹ thuật.

TCVN 8867 : 2011 do Viện Khoa học và Công nghệ Giao thông Vận tải biên soạn,
Bộ Giao thông Vận tải đề nghị, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng thẩm
định, Bộ Khoa học và Công nghệ Công bố.

5
T I Ê U C H U Ẩ N Q U Ố C G I A TCVN 8867 : 2011
Áo đường mềm – Xác định mô đun đàn hồi chung của
kết cấu bằng cần đo võng Benkelman
Flexible pavement - standard test method for determination of elastic modulus of pavement
structure using Benkelman beam
1 Phạm vi áp dụng
Tiêu chuẩn này quy định phương pháp thử nghiệm xác định mô đun đàn hồi của kết cấu áo đường
mềm đường ôtô bằng cần đo võng Benkelman, phục vụ cho việc đánh giá khả năng chịu tải của mặt
đường mới hoặc đánh giá chất lượng mặt đường đang khai thác.
2 Tài liệu viện dẫn
Các tài liệu viện dẫn sau là cần thiết cho việc áp dụng các tiêu chuẩn này. Đối với các tài liệu viện
dẫn ghi năm ban hành thì áp dụng bản được nêu. Đối với các tài liệu viện dẫn không ghi năm ban
hành thì áp dụng phiên bản mới nhất, bao gồm cả sửa đổi (nếu có).
TCVN 4054:2005, Đường ô tô - Yêu cầu thiết kế;
TCVN 5729:1997, Đường ôtô cao tốc – Yêu cầu thiết kế;
TCXDVN 104:2007*
)
, Đường đô thị - Yêu cầu thiết kế;
22 TCN 211-06*
)
, Áo đường mềm – Các yêu cầu và chỉ dẫn thiết kế.
3 Thuật ngữ và định nghĩa
Trong tiêu chuẩn này áp dụng các thuật ngữ sau:
3.1 Mô đun đàn hồi của kết cấu áo đường mềm (Elastic modulus of pavement structure)

Mô đun đàn hồi của kết cấu áo đường mềm là đặc trưng chống biến dạng của kết cấu nền mặt đường
gồm áo đường và khu vực tác dụng của nền đường dưới tác dụng của tải trọng bánh xe tiêu chuẩn.
3.2 Độ võng đàn hồi (Rebound deflection)
Độ võng đàn hồi là độ võng hồi phục sau khi dỡ tải (khi bánh xe tiêu chuẩn rời khỏi vị trí đo).



*
)
Các tiêu chuẩn TCN và TCXDVN sẽ được chuyển đổi thành TCVN
TCVN 8867 : 2011


6
4 Thiết bị, dụng cụ
4.1 Cần đo võng Benkelman phải có chiều dài từ gối tựa phía trước đến mũi đo ít nhất là 2,0 m và có
tỷ lệ cánh tay đòn cần đo không được nhỏ hơn 2:1 (xem phụ lục B).
4.2 Trước mỗi ca làm việc phải kiểm tra độ chính xác của cần đo bằng cách đối chiếu kết quả đo
chuyển vị thẳng đứng trực tiếp ở mũi đo với kết quả đo được chuyển vị thẳng đứng ở cuối cánh tay
đòn phía sau của cần đo có xét đến tỷ lệ các cánh tay đòn cần đo. Nếu kết quả sai khác nhau quá
5% thì phải kiểm tra lại các liên kết ở các mối nối, khớp quay và mức độ trơn nhậy của cần đo. (xem
phụ lục B).
4.3 Xe đo võng là loại xe có trục sau là trục đơn, bánh đôi với khe hở tối thiểu giữa hai bánh đôi là 5
cm, lốp xe thí nghiệm tại trục sau phải còn mới. Các thông số của trục sau xe đo chỉ được sai lệch 5
% so với quy định ở Bảng 1.
Bảng 1 – Các thông số của trục sau xe đo tiêu chuẩn
Tên chỉ tiêu
Tiêu chuẩn quy định
1. Tải trọng trục sau, Q, kN
100

2. Áp lực bánh xe xuống mặt đường, p, MPa
0,6
3. Đường kính tương đương của vệt bánh đôi, D, cm
33

4.4 Vật chất tải trên xe phải đối xứng, cân bằng, không bị thay đổi vị trí và tải trọng trục sau không bị
thay đổi trong suốt quá trình đo võng mặt đường. Trong suốt quá trình đo, xe đo võng phải được che
bạt để tránh bị nước mưa thấm ướt và rơi vãi vật liệu.
4.5 Để xác định được tải trọng trục xe, phải tiến hành cân tải trọng trục sau bằng thiết bị cân xe hoặc
dùng kích thủy lực có đồng hồ đo áp lực được tiêu định và thang chia áp lực không lớn hơn 0,02 MPa.
4.6 Thường xuyên đo kiểm tra áp lực hơi trong bánh xe để duy trì không đổi trong suốt quá trình đo
võng mặt đường (xem phụ lục B).
5 Cách tiến hành
5.1 Công tác chuẩn bị
5.1.1 Trước mỗi đợt đo phải kiểm tra lại diện tích vệt bánh đôi S
b
bằng cách kích trục sau xe lên, lau
sạch và bôi mỡ vào lốp, quay phần lốp xe có mỡ xuỗng phía dưới sau đó hạ kích để cho in vệt lốp lên
giấy kẻ ly. Diện tích vệt bánh đôi S
b
được xác định bằng diện tích phần vệt lốp có mỡ in trên giấy kẻ ly.
Đường kính tương đương của vệt bánh đôi của xe đo võng D
b
và áp lực bánh xe xuống mặt đường p
b
được tính theo các công thức sau:
TCVN 8867 : 2011


7

D
b
= 1,13
b
S
(1)
p
b
=
b
b
S
Q
2
(2)
trong đó:
D
b
là đường kính tương đương của vệt bánh đôi của xe đo võng, tính bằng cm;
S
b
là diện tích vệt bánh đôi của xe đo võng, tính bằng cm
2
;
p
b
là áp lực bánh xe xuống mặt đường của xe đo võng, tính bằng MPa;
Q

b
là tải trọng trục sau của xe đo võng, tính bằng kN.
5.1.2 Trên cơ sở khảo sát sơ bộ, hồ sơ quản lý của tuyến đường và thị sát thực tế tiến hành chia
tuyến đường thành các đoạn đồng nhất và chọn đoạn đại diện trên mỗi đoạn đó theo các tiêu chí sau:
5.1.2.1 Các đoạn được coi là đồng nhất khi có các yếu tố sau đây giống nhau: Loại hình nền mặt
đường theo điều kiện gây ẩm, tình trạng thoát nước, trạng thái bề mặt áo đường, kết cấu mặt đường,
loại lớp đất nền trên cùng , lưu lượng xe chạy v.v Các số liệu này sẽ được lấy từ hồ sơ tuyến đường
tại các cơ quan quản lý và các số liệu thu thập được qua khảo sát thực tế ngoài hiện trường do nhóm
chuyên gia có kinh nghiệm thực hiện (xem phụ lục A);
5.1.2.2 Chọn đoạn đại diện trên mỗi đoạn đồng nhất: Đoạn đại diện có chiều dài từ 500 m đến 1000
m. Mỗi đoạn đại diện chọn lấy 20 điểm đo / làn xe. Với những đoạn đồng nhất đặc biệt ngắn nhưng có
tính chất khác hẳn các đoạn xung quanh (những đoạn có điều kiện địa chất thủy văn phức tạp hoặc
những đoạn đất mềm yếu), thậm chí nhỏ hơn 100 m cũng phải đo đủ tối thiểu 20 điểm đo / làn xe.
5.1.3 Nếu tuyến đường cần đánh giá không có được các số liệu cơ sở để áp dụng cách chia đường
thành các đoạn đồng nhất nêu ở mục 5.1.2 thì phải đo như sau:
5.1.3.1 Đối với giai đoạn thiết kế kỹ thuật hoặc thiết kế bản vẽ thi công, tiến hành đo rải đều trên toàn
tuyến với mật độ ít nhất là 20 điểm đo / làn xe /1 km;
5.1.3.2 Đối với giai đoạn lập dự án đầu tư, công tác quản lý khai thác đường ôtô hoặc các công tác
khác theo yêu cầu của chủ đầu tư, tiến hành đo với mật độ ít nhất từ 5 điểm đến 10 điểm đo / làn xe / 1
km.
5.1.4 Chọn vị trí các điểm đo
5.1.4.1 Các điểm đo võng thường được bố trí ở vệt bánh xe phía ngoài (cách mép mặt đường từ 0,6
m đến 1,2 m) là nơi thường có độ võng cao hơn các vệt bánh xe phía trong. Trong trường hợp nếu
quan sát bằng mắt thấy tình trạng mặt đường tại vệt bánh xe phía trong và vệt bánh xe phía ngoài bị
hư hỏng không đồng đều, phải dùng hai cần đo võng đo cùng một lúc ở cả hai vệt bánh xe để lấy trị số
lớn hơn làm giá trị độ võng đại diện cho mặt cắt của làn xe đo.
TCVN 8867 : 2011


8

5.1.4.2 Với đường nhiều làn xe, khi quan sát bằng mắt thấy tình trạng mặt đường trên các làn khác
nhau, phải đo võng cho làn yếu nhất. Trị số đo ở mỗi vị trí của làn đó sẽ đại diện cho độ võng tại mặt
cắt ngang của đường (xem phụ lục C).
5.1.4.3 Tiến hành đánh dấu sơn vào các vị trí cần đo. Điểm đo thứ nhất và điểm đo thứ 20 nên lấy
trùng vào mặt cắt tại lý trình cột kilômét hoặc các cọc có đơn vị trăm mét (cọc H).
5.2 Đo độ võng mặt đường dọc tuyến
5.2.1 Trình tự đo độ võng mặt đường
5.2.1.1 Cho xe đo tiến vào vị trí đo võng, đặt đầu đo của cần Benkelman tỳ lên mặt đường ở giữa khe
hở của cặp bánh đôi trục sau xe đo. Cho thanh cần rung nhẹ, theo dõi kim chuyển vị kế cho tới khi thấy
độ võng ổn định (trong 10 s kim không chuyển dịch quá 0,01 mm ) thì ghi lấy số đọc ban đầu ở chuyển
vị kế (ký hiệu là i
0
) .
5.2.1.2 Cho xe đo chạy chậm lên phía trước với tốc độ khoảng 5 km/h cho đến khi trục sau của bánh
xe cách điểm đo ít nhất 5 m, tiến hành gõ nhẹ lên thanh cần để kiểm tra độ nhạy chuyển vị kế. Theo
dõi chuyển vị kế cho tới khi thấy độ võng ổn định thì ghi lấy số đọc cuối ở chuyển vị kế (ký hiệu là i
5
).
Hiệu số của hai số đọc ở chuyển vị kế nhân với tỷ lệ cánh tay đòn cần đo là trị số độ võng đàn hồi của
mặt đường tại điểm đo (ký hiệu là l
i
).
5.2.1.3 Trong quá trình đo độ võng mặt đường, phải ghi rõ lý trình của điểm đo, thời tiết, điều kiện gây
ẩm và các nhận xét về tình trạng mặt đường tại điểm đo vào mẫu biểu thí nghiệm (xem phụ lục C).
CHÚ THÍCH 1:
Trong khi đo độ võng mặt đường, không đo tại các vị trí mặt đường bị hư hỏng quá nhiều như: cao su, nứt Những vị trí này
không đại diện cho khu vực cần đo độ võng. Tuy nhiên vẫn phải ghi chép, mô tả các vị trí này để có các giải pháp xử lý cụ thể
sau này.
5.2.2 Đo nhiệt độ mặt đường: Để hiệu chỉnh các kết quả đo võng về nhiệt độ tính toán sau này, phải
đo nhiệt độ không khí và nhiệt độ mặt đường trong khoảng 1 giờ một lần trong suốt thời gian đo võng

dọc tuyến. Việc đo nhiệt độ mặt đường chỉ yêu cầu thực hiện đối với kết cấu mặt đường có chiều dầy
lớp mặt phủ nhựa lớn hơn hoặc bằng 5 cm. Cách đo nhiệt độ mặt đường như sau :
– Dùng búa và đục nhọn tạo thành một hố nhỏ sâu chừng 45 mm tại mặt đường gần vị trí đo võng;
– Đổ nước hay glyxêrin vào khoảng nửa hố và đợi chừng vài phút;
– Dùng nhiệt kế đo nhiệt độ của chất lỏng trong hố cho đến khi nhiệt độ không thay đổi thì ghi trị số
nhiệt độ đo (ký hiệu là T
0
C).
CHÚ THÍCH 2:
- Để tránh hiện tượng bức xạ nhiệt của mặt trời tới cần đo võng Benkelman và hiện tượng đầu đo và cần bị lún vào mặt
đường nhựa ở nhiệt độ cao gây ảnh hưởng tới độ chính xác của kết quả đo, không đo võng vào khoảng thời gian nhiệt độ
mặt đường lớn hơn 40
o
C.
- Tránh không để vị trí đo bị bóng của xe ôtô hay vật gì làm ảnh hưởng đến kết quả đo.
TCVN 8867 : 2011


9

5.2.3 Phải tổ chức đảm bảo an toàn giao thông trong suốt quá trình đo. Các thành viên tham gia đo
đạc kể cả lái xe đều phải được huấn luyện kỹ nghiệp vụ đo.
CHÚ THÍCH 3: Công tác đảm bảo an toàn giao thông có thể được thực hiện bằng cách sử dụng các barie, biển báo kết hợp
với người cầm cờ điều khiển giao thông.
6 Xử lý kết quả đo võng
6.1 Xử lý kết quả đo võng
6.1.1 Độ võng đàn hồi tính toán tại vị trí thử nghiệm thứ (i) đại diện cho mặt cắt ngang của mặt
đường (ký hiệu là L
i
tt ) được xác định theo công thức:

L
i
tt =
q
K
1
x K
m
x K
t
x L
i
(3)
trong đó :
L
i
là độ võng của mặt đường đo được tại vị trí thử nghiệm thứ (i) khi chưa xét đến các yếu tố
ảnh hưởng của tải trọng xe đo,mùa đo bất lợi và nhiệt độ của mặt đường khi đo, tính bằng mm;
K
q
là hệ số hiệu chỉnh kết quả đo theo các thông số trục sau xe đo võng về kết quả của trục sau
xe ôtô tiêu chuẩn. K
q
được tính toán theo công thức:

5,1
5,1
)(
)(
Dp

Dp
K
bb
q
(4)

trong đó:
p
b
,

D
b
, p và D được xác định theo 5.1.1 và 4.3.
K
m
là hệ số hiệu chỉnh độ võng về mùa bất lợi nhất trong năm;
K
t
là hệ số hiệu chỉnh độ võng ở nhiệt độ đo về nhiệt độ tính toán (ký hiệu là T
tt
o
C).
6.1.2 Khi không có điều kiện theo dõi quy luật thay đổi độ võng theo mùa và nhiệt độ, được phép sử
dụng K
m
và K
t
từ các quan trắc đã được tiến hành ở địa phương cho các tuyến đường có các điều kiện
tương tự (xem phụ lục D)

6.1.3 Sau khi đã xác định được độ võng tính toán của các điểm đo (L
i
tt), phải loại bỏ các sai số thô ra
khỏi tập hợp các giá trị thu thập được trên từng đoạn bằng các tiêu chuẩn loại trừ quan sát cực trị của
lý thuyết xác suất thống kê (xem phụ lục E).
6.2 Xác định độ võng đặc trưng và mô đun đàn hồi đặc trưng cho mỗi đoạn đường thí nghiệm
6.2.1 Trị số độ võng đàn hồi đặc trưng trên đoạn đồng nhất, được tính bằng giá trị độ võng trung bình
của đoạn đại diện trên đoạn đồng nhất đó.
TCVN 8867 : 2011


10
6.2.2 Tùy theo yêu cầu và qui mô của dự án, độ võng đàn hồi đặc trưng cho mỗi đoạn đường thí
nghiệm được tính cho cả hai chiều hoặc đựợc tính cho từng chiều hoặc cho từng làn của tuyến đường
thí nghiệm.
6.2.3 Trường hợp không có được các số liệu cơ sở để áp dụng cách chia đường thành các đoạn
đồng nhất nêu ở mục 5.1.2, trị số độ võng đàn hồi đặc trưng của từng đoạn đường thí nghiệm được
tính theo công thức :
L
dt
= L
tb
+ (K x ) (5)
trong đó :
L
dt
là độ võng đàn hồi đặc trưng của từng đoạn đường thí nghiệm;
L
tb
là độ võng trung bình của đoạn thí nghiệm, tính bằng mm. Giá trị L

tb
được tính theo công
thức sau:
L
tb
=
n
ttL
n
i
1
)(
(6)
n là số lần đo;
là độ lệch bình phương trung bình của đoạn thử nghiệm, tính bằng mm. Giá trị được tính
toán theo công thức sau:
=
2
)(
1
1
tbi
LttL
n
(7)
K là hệ số xác suất lấy tùy thuộc vào cấp hạng đường, được xác định như sau:
– Đường cao tốc, đường cấp l (phân loại theo TCVN 5729:2007 và TCVN 4054:2005), đường
cao tốc đô thị (phân loại theo TCXDVN 104:2007), K = 2,0;
– Đường cấp ll (phân loại theo TCVN 4054:2005), đường phố chính đô thị (phân loại theo
TCXDVN 104:2007), K = 1,64;

– Đường cấp lll (phân loại theo TCVN 4054:2005), K = 1,3;
– Đường cấp lV đến cấp VI (phân loại theo TCVN 4054:2005), đường phố gom, đường phố nội
bộ của đô thị (phân loại theo TCVN 4054:2005), K = 1,04.
6.2.4 Trị số mô đun đàn hồi đặc trưng của từng đoạn đường thử nghiệm (ký hiệu là E
dh
) xác định
theo công thức sau :
E
dh
= 0,71 x
dt
L
pD )1(
2
(8)


TCVN 8867 : 2011


11
trong đó :
0,71 là hằng số đo độ võng;
p là áp lực bánh xe tiêu chuẩn xuống mặt đường, p = 0,6 MPa;
D là đường kính tương đương của diện tích vệt bánh xe tiêu chuẩn, D = 33 cm;
là hệ số poát xông, = 0,3;
L
dt
là độ võng đàn hồi đặc trưng xác định theo 6.2.1.

TCVN 8867 : 2011


12
Phụ lục A
(Tham khảo)
TÊN PHÒNG THÍ NGHIỆM

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập - Tự do - Hạnh phúc
………, ngày … tháng … năm ……
BIỂU PHÂN ĐOẠN TUYẾN ĐỂ ĐÁNH GIÁ CƯỜNG ĐỘ KẾT CẤU MẶT ĐƯỜNG MỀM
Dự án :
Đoạn : Từ Km Đến Km
Ngày thí nghiệm :
Tên và địa chỉ Phòng thí nghiệm :

Kilômét


30 32 34 36 38 40 42 44 46 48 50 52 54 56 58 60 62
Mặt cắt ngang

- Lề trái
1.5 m
1.5 m
0.5 m
- Mặt
10.5 m
7.0 m
7.0 m
- Lề phải
1.5 m
1.5 m
0.7 m
Thoát nước

- Rãnh trái
Rãnh thoát
Thoát nước kém


Rãnh thoát nước
kém
- Rãnh phải
nước tốt xây đá hộc
- - - Hồ nước - - -
-
Loại hình nền
mặt đường theo
điều kiện gây
ẩm






I
II
III
III

Trạng thái mặt
đường


- Tốt
- - - - - - -

- - - - - - - - - - - - - - - -

- Vết nứt





- Hằn vệt bánh xe






- Lún cục bộ

- Bong bật





++ ++ ++
- Trượt ngang






- Vỡ gãy, ổ gà
(đã sửa chữa và
chưa sửa chữa)






Kết cấu áo
đường
Mới
Tăng cường
Cũ
5 cm BTN mịn năm 1997

7 cm BTN trung năm 1990
5 cm BTN mịn năm 1979
7 cm BTN trung
8 cm TNN năm 1985
5 cm TNN ,,
15 cm Macađam
5 cm TNN năm 1976
22 cm đá hộc ,,
22 cm đá xô bồ
22 cm đá hộc ,,

Lớp đất nền trên
cùng





Á sét nặng
Á cát
Á sét

TCVN 8867 : 2011


13
BIỂU PHÂN ĐOẠN TUYẾN ĐỂ ĐÁNH GIÁ CƯỜNG ĐỘ KẾT CẤU MẶT ĐƯỜNG MỀM (tiếp theo)

Lưu lượng xe
tính toán
(Xe /ngày đêm)






1000
500
200

Vị trí điểm đo tại
trạm quan trắc






Km 32 + 07 m
Km 44 + 00 m
Km 54 + 05 m
1,4 m ( T )
1,2 m ( F)
1,2 m ( F )







Phân đoạn cuối
cùng

1

2

3

4

5

6













Người thí nghiệm
Trưởng phòng TN
LAS-XD (VILAS)


(Ký tên, đóng dấu)
Cơ sở quản lý phòng TN

(Ký tên, đóng dấu)
Tư vấn giám sát
















TCVN 8867 : 2011


14
Phụ lục B
(Tham khảo)
TÊN PHÒNG THÍ NGHIỆM


CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc
………, ngày … tháng … năm ……
BIỂU KIỂM TRA THIẾT BỊ ĐO VÕNG ĐÀN HỒI BẰNG CẦN BENKELMAN
Dự án :
Đoạn : Từ Km Đến Km
Ngày thí nghiệm :
Tên và địa chỉ Phòng thí nghiệm :
Cần đo võng Benkelman
A
C
B
D

Cần đo võng

A
B
C
D
K
C

Cần 1 - Đo bánh xe bên trái






Cần 2 - Đo bánh xe bên phải

Tỷ lệ cánh tay đòn cần đo:
B
A
K
c



Kiểm tra sai số của cần đo đạt yêu cầu quy định

Kiểm tra tải trọng trục xe đo
Vật chất tải :
Kiểm tra vật chất tải đảm bảo đúng yêu cầu quy định
Kiểm tra vật chất tải đảm bảo đối xứng và cân bằng
- Đo tải trọng trục xe đo tại trạm cân xe:
Tải trọng trục sau xe đo, Q =
Tên trạm cân:

TCVN 8867 : 2011


15
BIỂU KIỂM TRA THIẾT BỊ ĐO VÕNG ĐÀN HỒI BẰNG CẦN BENKELMAN (tiếp theo)

- Đo tải trọng trục xe bằng kích thủy lực:
L
a

Số đọc trên đồng hồ đo của kích p = MPa ; L = cm ; a = cm
Áp lực của kích khi tiêu định f = Mpa ứng với tải trọng q = kN

Đo diện tích vệt bánh xe S
b

Tính đường kính vệt bánh tương đương của xe đo, cm: D
b
= 1.13
b
S

Tính áp lực bánh xe xuống mặt đường (P
b
), MPa : P
b
=

b
S
Q
2

Kiểm tra áp lực hơi trong lốp xe đạt yêu cầu

CHÚ THÍCH B.1:
Tải trọng trục xe đo (Q) khi xác định bằng kích thủy lực được tính theo công thức:

fL
aLpq
Q
)(2
(B.1)
trong đó:
Q là tải trọng trục xe đo, kg;
p là số đọc trên đồng hồ đo của kích, MPa ;
L là chiều rộng của trục xe, tính bằng khoảng cách giữa hai tim vệt bánh xe, cm;
a là khoảng cách tính từ vị trí đặt kích tới tim vệt bánh xe nâng lên khi kích, cm;
f là áp lực của kích khi tiêu định, MPa;
q là tải trọng tương ứng với áp lực kích khi tiêu định, kN.

Người thí nghiệm
Trưởng phòng TN
LAS-XD (VILAS)


(Ký tên, đóng dấu)
Cơ sở quản lý phòng TN

(Ký tên, đóng dấu)
Tư vấn giám sát




5cm
m
TCVN 8867 : 2011


16
Phụ lục C
(Tham khảo)
TÊN PHÒNG THÍ NGHIỆM


CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập - Tự do - Hạnh phúc
………, ngày … tháng … năm ……
BIỂU GHI DỮ LIỆU ĐO ĐỘ VÕNG ĐÀN HỒI BẰNG CẦN BENKELMAN
Dự án : . . . . . . . . . . . . Tờ số : Tổng số Tờ :
Khu vực đo (Tỉnh) : . . . . . . . . . . . . .
Cơ quan thực hiện : . . . . . . . . . . .
Người đo : . . . . . . . . . . . Thời gian đo :
Đo theo hướng lý trình tăng / giảm
Hệ số chuyển đổi tải trọng trục xe đo K

q
=
Tỷ lệ cánh tay đòn cần đo 1, đo bánh xe trái K
1C
=
Tỷ lệ cánh tay đòn cần đo 2, đo bánh xe phải K
2C
=

Km +
Khoảng cách từ tim xe đo
tới tim đường:

Giờ đo :

Nhiệt độ mặt đường:
Thời tiết :
Km +
Tình trạng mặt đường:
Km +
Mực nước hai bên đường
cao/ thấp/ trung bình

Kết luận: Loại hình nền mặt đường theo điều kiện gây ẩm l / ll / lll
Hệ số K
m
:
Hệ số K
t
:

Lý trình
Bánh xe trái

Bánh xe phải
L
max

i
o

i
5

l
ittt


i
0

i
5

l
ittp

TCVN 8867 : 2011


17
BIỂU GHI DỮ LIỆU ĐO ĐỘ VÕNG ĐÀN HỒI BẰNG CẦN BENKELMAN (tiếp theo)
CHÚ THÍCH C.1 :
i
o
, i
5
là số đọc ở thiên phân kế khi bánh xe đo di chuyển cách xa vị trí đo 0 m và lớn hơn 5 m;
K
m
là hệ số chuyển đổi độ võng về mùa bất lợi nhất;

K
t
là hệ số hiệu chỉnh độ võng ở nhiệt độ đo về nhiệt độ tính toán;
l
ittt
hoặc l
ittp
là độ võng đàn hồi tại bánh xe trái hoặc phải được tính bằng công thức:
l
ittt
hoặc l
ittp
= K
C
x K
q
x K
m
x K
t
x (i
o
- i
5
)
l
max
là giá trị lớn nhất của l
ittt
và l

ittp.

Người thí nghiệm
Trưởng phòng TN
LAS-XD (VILAS)


(Ký tên, đóng dấu)
Cơ sở quản lý phòng TN



(Ký tên, đóng dấu)
Tư vấn giám sát

TCVN 8867 : 2011


18
Phụ lục D
(Qui định)
Xác định mùa bất lợi nhất, hệ số chuyển đổi mùa và chuyển đổi nhiệt độ mặt đường
D.1 Khi có điều kiện lập các vị trí quan trắc cố định tại địa phương
– Chọn vị trí đo: Tiến hành đo võng tại các vị trí đại diện cho các loại kết cấu nền mặt đường và loại
hình khô ẩm của nền đường. Các vị trí đại diện nên chọn thật gần những vật chuẩn cố định để dễ thấy
như các cột kilômét hay biển chỉ dẫn trên đường. Mỗi vị trí đại diện chọn khoảng 20 điểm đo. Đánh dấu
các điểm đo dưới dạng hình tròn đường kính 10 cm bằng sơn chịu mài mòn, chịu nước, có mầu sáng;
tọa độ của các vị trí đo (liên hệ với vật chuẩn đã chọn) phải được chỉ rõ trong biểu thống kê tổng hợp
dưới dạng phân số với tử số là lý trình của điểm đo và mẫu số là khoảng cách từ điểm đo tới mép mặt
đường về phía phải (P) hay trái (T) của đường .
– Thời gian đo: Công việc này được tiến hành trong nhiều năm. Mỗi tháng đo vào cùng một ngày, vào
buổi sáng và lúc mặt đường có nhiệt độ cao nhất (khoảng 1-2 giờ chiều).
– Thao tác đo: Cách đo võng ở những điểm quan trắc cố định cũng tương tự như ở điểm đo dọc tuyến
kể cả đo nhiệt độ mặt đường lúc thử nghiệm. Trong quá trình thử nghiệm tại các điểm đo, phải chú ý
nghiêm ngặt việc đặt bánh xe của ôtô thí nghiệm trong phạm vi vòng tròn đã được vạch bằng sơn trên
mặt đường.
– Xử lý kết quả sau khi đo: Dùng phương pháp phân tích thống kê các số liệu đo võng sẽ xác định
được mùa bất lợi nhất trong năm, hệ số hiệu chỉnh độ võng về mùa bất lợi nhất trong năm (K
m
) và hệ

số hiệu chỉnh độ võng ở nhiệt độ đo về nhiệt độ tính toán (K
t
).
D.2 Khi không có điều kiện lập các vị trí quan trắc cố định tại địa phương
D.2.1 Chọn mùa bất lợi nhất: Có thể lấy mùa bất lợi nhất trong năm của tuyến đường đi qua của các
địa phương theo Bảng D.1. Tháng bất lợi nhất được lấy tại giữa trong khoảng thời gian bất lợi nhất.
Bảng D.1 – Thời gian bất lợi trong năm của các địa phương trong cả nước
TT
Tên địa phương
Thời gian bất lợi
nhất trong năm
(tháng)
TT
Tên địa phương
Thời gian bất lợi
nhất trong năm
(tháng)
1
Cao Bằng
6 đến 9
9
Vĩnh Phúc
5 đến 10
2
Lạng Sơn
6 đến 9
10
Phú Thọ
6 đến 9
3

Hà Giang
6 đến 9
11
Bắc Giang
6 đến 9
4
Lào Cai
5 đến 10
12
Hà Nội
6 đến 9

TCVN 8867 : 2011


19
Bảng D.1 – Thời gian bất lợi trong năm của các địa phương trong cả nước (tiếp theo)

5
Lai Châu
6 đến 9
13
Quảng Ninh
6 đến 9
6
Điện Biên
6 đến 9
14
Thanh Hóa
6 đến 10

7
Sơn La
6 đến 9
15
Nghệ An
6 đến 11
8
Thái Nguyên
6 đến 9
16
Quảng Bình
9 đến 12






17
Hoàng Sa
7 đến 11
27
Sóc Trăng
6 đến 10
18
Thừa Thiên Huế
9 đến 1
28
Cần Thơ
6 đến 11

19
Đà Nẵng
10 đến 12
29
Phú Quốc
6 đến 11
20
Quảng Ngãi
10 đến 1
30
Cà Mau
6 đến 11
21
Quy Nhơn
10 đến 12
31
Kiên Giang
6 đến 11
22
Phú Yên
10 đến 12
32
Bình Dương
6 đến 11
23
Khánh Hòa
10 đến 12
33
Lâm Đồng
6 đến 10

24
Bình Thuận
6 đến 10
34
Đắc Lắk
6 đến 10
25
Bà Rịa Vũng Tàu
6 đến 10
35
Gia Lai
6 đến 10
26
TP Hồ Chí Minh
6 đến 10



D.2.2 Hệ số hiệu chỉnh độ võng về mùa bất lợi nhất trong năm (K
m
): Có thể xác định (K
m
) như sau :
+ Với loại hình kết cấu nền mặt đường hạn chế được tác dụng của các nguồn gây ẩm - loại hình l (luôn
khô ráo, xem Phụ lục B của 22TCN 211-06):
Nền đường không có nước ngập thường xuyên, mực nước ngầm thấp hơn đáy mặt đường 1,5 m khi
nền đắp bằng đất á sét và sét hay 0,8 m khi nền đắp bằng á cát và phải thoát nước mặt tốt. Nếu có
nước ngập từng thời gian không quá 3 tháng thì lề đường phải được đắp bằng đất á sét hoặc sét với
độ chặt K lớn hơn hoặc bằng 0,95 và lề đường phải rộng hơn từ 1,5 m đến 2,0 m. Kết cấu áo đường
phải có tầng mặt không thấm nước và tầng móng bằng vật liệu kín, nền đường là đất được đầm với độ

chặt K lớn hơn hoặc bằng 0,95 hoặc bằng đất, cát gia cố chất liên kết. Ngoài ra loại hình I còn có thể là
loại hình nền mặt đường chịu tác động của nguồn gây ẩm nhưng không thay đổi theo mùa, độ võng
của kết cấu áo đường sẽ không phụ thuộc vào độ ẩm (K
m
= 1,0) mà chỉ phụ thuộc vào nhiệt độ .
+ Với loại hình kết cấu nền mặt đường chịu tác động của các nguồn gây ẩm thay đổi theo mùa - loại
hình kết cấu nền mặt đường theo điều kiện gây ẩm ll (ẩm vừa, xem Phụ lục B của 22TCN 211-06)
hoặc lll (quá ẩm, xem Phụ lục B của 22TCN 211-06):
Nền đường đắp thấp, lề đường hẹp đắp bằng đất á cát được đầm chặt kém, có nước ngầm thường
TCVN 8867 : 2011


20
xuyên, thoát nước mặt không tốt và chịu ảnh hưởng của nước ngầm. Kết cấu áo đường có tầng mặt
thuộc loại thấm nước, móng là loại không kín. Hệ số chuyển đổi mùa K
m
có thể lấy theo Bảng D.2 sau:
Bảng D.2 – Hệ số hiệu chỉnh độ võng về mùa bất lợi nhất trong năm (K
m
)
Tình trạng bề mặt của đường
Mùa
Tháng
Hệ số K
m

Các tỉnh miền Bắc

Mặt đường kín không bị rạn nứt

Xuân
Hè - Thu
Đông
2 - 4
5 - 9
10 - 1
1,06
1,00
1,14

Mặt đường rạn nứt, thấm nước

Xuân
Hè - Thu
Đông
2 - 4
5 - 9
10 - 1
1,18
1,00
1,47
Các tỉnh miền Trung

Mặt đường kín không bị rạn nứt

Xuân
Hè - Thu
Đông
2 - 4
5 - 9

10 - 1
1,07
1,14
1,00

Mặt đường rạn nứt, thấm nước

Xuân
Hè - Thu
Đông
2 - 4
5 - 9
10 - 1
1,24
1,47
1,00
Các tỉnh miền Nam và Tây Nguyên

Mặt đường kín không bị rạn nứt

Xuân
Hè - Thu
Đông
2 - 4
5 - 9
10 - 1
1,14
1,00
1,07

Mặt đường rạn nứt, thấm nước

Xuân
Hè - Thu
Đông
2 - 4
5 - 9
10 - 1
1,47
1,00
1,24
CHÚ THÍCH D.1:
- Các tỉnh miền Bắc bao gồm toàn bộ các tỉnh miền núi phía Bắc, đồng bằng Bắc Bộ và các tỉnh Thanh Hóa,
Nghệ An, Hà Tĩnh, Quảng Bình;
- Các tỉnh miền Trung bao gồm các tỉnh từ Quảng Trị đến Ninh Thuận;
- Các tỉnh miền Nam và Tây Nguyên bao gồm các tỉnh miền Đông Nam Bộ, các tỉnh miền Tây Nam Bộ và các
tỉnh Lâm Đồng, Đắc Lắk, Đắc Nông, Gia Lai, Kon Tum.
TCVN 8867 : 2011


21
D.2.3 Hệ số hiệu chỉnh độ võng ở nhiệt độ đo về nhiệt độ tính toán (K
t
):
+ Kết cấu mặt đường có vật liệu lớp mặt sử dụng nhựa dầy từ 5 cm đến 10 cm: Hệ số hiệu chỉnh độ
võng ở nhiệt độ đo (T
o
C

) về nhiệt độ tính toán ở 30

0
C tính toán theo công thức thực nghiệm sau:
K
t
=
1)1
30
(
1
T
A
(D.1)
trong đó:
A là hệ số tùy thuộc vào tính ổn định nhiệt của bề dầy lớp sử dụng nhựa. Với bê tông nhựa
chặt có bột đá lấy A = 0,35, bê tông nhựa không có bột đá hoặc lớp đá dăm thấm nhập nhựa
lấy A = 0,30.
+ Kết cấu mặt đường có vật liệu lớp mặt sử dụng nhựa dầy hơn 10 cm: Có thể xác định hệ số hiệu
chỉnh độ võng ở nhiệt độ đo (T
o
C) theo công thức sau :

)10(
)10(
30
K
K
K
t
t
(D.2)

trong đó :
K
t
(10) là hệ số hiệu chỉnh độ võng ở nhiệt độ đo T
o
C về 10
o
C

;
K
30
(10) là hệ số hiệu chỉnh độ võng ở nhiệt độ 30
o
C về 10
o
C.
K
t
(10) và K
30
(10) được xác định theo toán đồ tại Hình D.1.

TCVN 8867 : 2011


22









CHÚ DẪN D.1:
1) Chữ số trên các đường cong nét đứt chỉ bề dầy tổng cộng của tầng mặt sử dụng nhựa khi thử nghiệm
bằng cần đo võng Benkelman;
2) Chữ số trên các đường cong liền nét chỉ bề dầy tổng cộng của tầng mặt sử dụng nhựa khi thử nghịêm
bằng kích tấm ép.
HÌnh D.1 – Toán đồ xác định hệ số chuyển đổi độ võng của tầng mặt sử dụng nhựa
ở nhiệt độ T
0
C và 30
0
C về 10
0

C
















K
t
(10)
T
0
C
1,0
0,9
0,8
0,7
0,6
0,5
0,4

5
10
20
30
40
50
TCVN 8867 : 2011


23
Phụ lục E
Tiêu chuẩn loại trừ các quan sát cực trị
(Qui định)
Cho dãy n quan sát được giả thiết có phân phối tuân theo quy luật chuẩn: x
1
, x
2
, x
3
, x
n
. Để xét việc
loại trừ k quan sát cực trị ra khỏi dãy thống kê cần tiến hành theo quy tắc sau :
– Bước 1:
+ Sắp xếp lại dãy quan sát các x
i
thành dãy x
1
x
2

x
n
+ Tính giá trị trung bình của dãy theo công thức:

x
=
1
)(
1
i
i
x
n
(E.1)
– Bước 2: Tính đại lượng so sánh theo cách sau:
+ Khi nghi ngờ k
1
giá trị quan sát lớn nhất, tính đại lượng theo công thức:
n
i
i
kn
i
k
i
k
xx
xx
L
1

2
1
2
1
max
)(
)(
1
(E.2)
trong đó:
1
1
1
1
)(
kn
x
x
kn
i
i
k
là trung bình số học của (n-k
1
) quan sát còn lại, sau khi đã tách k
1
quan
sát lớn nhất ra khỏi dãy.
+ Khi nghi ngờ k
2

giá trị quan sát cực tiểu, tính đại lượng theo công thức:
n
i
tbi
n
ki
k
i
k
xx
xx
L
1
2
12
2
2
min
)(
)(
(E.3)
trong đó:
2
12
2
)(
kn
x
x
n

ki
i
k
là trung bình số học của (n-k
2
) quan sát còn lại, sau khi đã tách k
2
quan
sát nhỏ nhất.

TCVN 8867 : 2011


24
+ Khi nghi ngờ k
1
giá trị lớn nhất và k
2
giá trị nhỏ nhất , thì tính đại lượng :

n
i
i
kn
ki
k
i
k
xx
xx

L
1
2
1
12
2
)(
)(
(E.4)
trong đó:
)(
)(
21
1
12
kkn
x
x
kn
ki
i
k
là trung bình số học của n-(k
1
+k
2
) quan sát còn lại, sau khi đã tách
(k
1
+k

2
) quan sát cực trị ra khỏi dãy
– Bước 3: So sánh các giá trị L
kmax
, L
kmin
hoặc L
k
vừa tính với giá trị tiêu chuẩn C

được xác lập trong
các bảng tính sẵn và so sánh như sau:
+ Nếu nhỏ hơn C thì có thể loại bỏ các quan sát cực trị đó ra khỏi tập hợp thống kê;
+ Nếu lớn hơn C thì không có căn cứ để loại bỏ các quan sát cực trị đó ra khỏi dãy thống kê.
VÍ DỤ : Kết quả đo võng của một đoạn đường thu được dãy số liệu sau (1/100 mm): 0,79, 0,73 , 0,65 , 0,28 , 0,80 , 0,38 ,
0,58 , 0,94 , 1,05 , 0,95 , 1,15 , 1,29 , 1,28 , 1,23 , 1,52 , 1,57 , 2,31 , 1,59 , 1,63 . Xem xét loại bỏ các sai số thô nếu có.
Cách giải như sau:
– Xắp lại dãy số trên :
0,28, 0,38, 0,58, 0,65, 0,73, 0,79, 0,80, 0,94, 0,95, 1,05, 1,15, 1,23, 1,28, 1,29, 1,52, 1,57, 1,59, 1,63, 2,31, 2,63 .
– Tính: x

=

1,17
+ Ta nghi ngờ các kết quả lớn nhất 2,31 và 2,63. Cần phải xem xét có thể loại bỏ hai kết quả này được không ? Cần tiến
hành như sau:
Áp dụng tiêu chuẩn loại trừ các quan sát cực trị cho trường hợp k
1
= 2 (đối với hai số 2,31 và 2,63 ).

02,1
220
)(
220
1
1
i
i
k
x
x

Và
435,0
6758
2936
)(
)(
20
1
2
220
1
2
1
max
i
i
i
k

i
k
xx
xx
L

Tra bảng có C
0,05
= 0,484 ; C
0,10
= 0,530 . như vậy L
k max
< C
0,05
< C
0,10
, ta có cơ sở để loại trừ cả hai quan trắc cực trị
2.31 và 2.63 ra khỏi dãy số liệu đo võng nói trên.
+ Nếu ta nghi ngờ cả các kết quả lớn nhất 2,31, 2,63 và nhỏ nhất 0,28, 0,38 của dãy trên thì có căn cứ thể loại chúng được
không ? Cần tiến hành như sau:
Áp dụng tiêu chuẩn loại trừ các quan sát cực trị cho trường hợp k
1
= 2 (đối với hai số 2,31, 2,63 ) ; k
2
= 2 (đối với hai số 0,28,
0,38).
TCVN 8867 : 2011


25

11,1
)22(
)(
220
12
n
x
x
i
i
k

và
274,0
758,6
851,1
)(
)(
20
1
2
220
12
2
i
i
i
k
i

k
xx
xx
L

Tra bảng với n = 20, k = 4 có C
0,05
= 0,299 và C
0,10
= 0,339. Như vậy L
k
< C
0.05
< C
0.10 .
Kết luận: có thể loại cả 4 quan trắc 0,28, 0,38, 2,31 và 2,63 ra khỏi dãy số liệu đo võng nêu trên.
Bảng E.1 – Giá trị tiêu chuẩn C
Giá trị tiêu chuẩn C ứng với mức độ giá trị = 0,10
k
n
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10

3
0.011









4
0.098
0.003








5
0.200
0.038

6
0.280
0.091
0.020







7
0.348
0.148
0.056







8
0.404
0.200
0.095
0.038

9
0.448
0.248
0.134
0.068






10
0.490
0.287
0.170
0.098
0.051





11
0.526

0.326
0.208
0.128
0.074





12
0.555
0.361
0.240
0.159
0.103
0.062




13
0.578
0.388
0.270
0.186
0.126
0.082

14
0.600
0.416
0.298
0.212
0.150
0.104
0.068



15
0.611
0.436
0.322
0.236
0.172
0.124
0.086



16
0.631
0.458
0.342
0.260
0.194
0.144

0.104
0.073


17
0.648
0.478
0.364
0.282
0.216
0.165
0.125
0.092


18
0.661
0.496
0.384
0.302
0.236
0.184
0.142
0.108
0.080

19
0.676
0.510
0.398

0.316
0.251
0.199
0.158
0.124
0.094

Bảng 4 – Giá trị tiêu chuẩn C (tiếp theo)
TCVN 8867 : 2011


26
20
0.688
0.530
0.420
0.339
0.273
0.220
0.176
0.140
0.110
0.085
25
0.732
0.588
0.489
0.412
0.350
0.296

0.251
0.213
0.180
0.152
30
0.766
0.637
0.523
0.472
0.411
0.359
0.316
0.276
0.240
0.210
35
0.792
0.673
0.586
0.516
0.458
0.410
0.365
0.328
0.294
0.262
40
0.812
0.702
0.622

0.554
0.499
0.451
0.408
0.372
0.338
0.307
45
0.826
0.724
0.648
0.586
0.533
0.488
0.447
0.410
0.378
0.384
50
0.840
0.744
0.673
0.614
0.562
0.518
0.477
0.442
0.410
0.380
Giá trị tiêu chuẩn C ứng với mức độ giá trị = 0,05

3
0.003









4
0.051
0.001








5
0.125
0.018

6
0.203
0.055
0.010







7
0.273
0.106
0.032







8
0.326
0.146
0.064
0.022

9
0.372
0.194
0.099
0.045






10
0.418
0.233
0.129
0.070
0.034





11
0.454

0.270
0.162
0.098
0.054





12
0.489
0.305
0.196
0.125
0.076
0.042




13
0.517
0.337
0.224
0.150
0.098
0.060

14
0.540
0.363
0.250
0.174
0.122
0.079
0.050



15
0.556
0.387
0.276
0.197
0.140
0.097
0.066



16
0.575
0.410
0.300
0.219
0.159
0.115

0.082
0.055


17
0.594
0.427
0.322
0.240
0.181
0.136
0.100
0.072


18
0.608
0.447
0.337
0.259
0.200
0.154
0.116
0.086
0.062

19
0.624
0.462
0.354

0.277
0.209
0.168
0.130
0.099
0.074

20
0.639
0.484
0.377
0.299
0.238
0.188
0.150
0.115
0.088
0.066
25
0.696
0.550
0.450
0.374
0.312
0.262
0.222
0.184
0.154
0.126

Bảng 4 – Giá trị tiêu chuẩn C (kết thúc)